JACS:单原子修饰碳化钨双功能氧催化
纳米技术 纳米 2024-03-23

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Zn-空气电池需要高活性的双功能氧电催化剂,因此单原子催化剂受到人们的广泛关注。但是,目前设计高活性的双功能氧电催化剂仍具有非常大的挑战和困难,这是因为难以改善包含多个电子转移的动力学。

有鉴于此,东北大学Li Li福州大学喻志阳、燕山大学王静等报道在WxC基底修饰具有超结构的Co单原子OER和ORR双功能催化剂,在组装的锌-空气电池中实现优异的性能。

本文要点

(1)

除了作为单原子催化剂,作者发现界面上规则排列的Co原子超结构能够产生应力,并且增强双功能氧催化反应。理论计算结果显示,超结构和单原子之间能够显著的降低中间体物种的结合能,降低OER和ORR的过电势。

(2)

这种催化剂表现令人印象深刻的双功能氧催化活性,在组装的锌-空气电池实现了0.623 V的超低电势,非常高的功率密度(188.5 mW cm-2)。这项研究为原子催化剂的设计提供更多机会和前景。

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参考文献

Hongguan Li, Wu Wang, Sikang Xue, Jiarui He, Chen Liu, Guangying Gao, Shuanlong Di, Shulan Wang, Jing Wang*, Zhiyang Yu*, and Li Li*, Superstructure-Assisted Single-Atom Catalysis on Tungsten Carbides for Bifunctional Oxygen Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.3c14354

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.3c14354


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